关于钻井平台电气设备安全问题探讨

郑国辉

摘要：对于处于特殊的环境下的油气设施，无论是从其电气系统的设计出发，还是从整套电器设备的选型以及施工调试来看均相较于陆地上有着较高的要求。由于整个平台的施工地域十分有限，本文就主要对石油钻井平台电气设备安全相关问题进行了简要分析。

关键词：工程；石油钻井；电气设备

引言：

平台电气部分是钻井平台的一个重要组成部分，是整个平台的“心脏和动脉”。电气部分能否安全 运行，直接关系到平台生产、运行以及人员的安全。钻井平台是一种移动钻井装置，具有船舶电气的一 些共同特性，但又不完全等同于航行船舶。

一、平台电气施工

1、电缆通道的选择

确定电缆通道时，首先要确定好主干电缆的走向及通道，使之远离热源及油管线，如发电机排烟管、水蒸气 管线、电阻器及燃油管线等；电缆也不可以与热管线交叉，实在不可避免时，两者要保持一定的安全距离并采取 一定的防护措施。电力、自控及通信电缆的分层敷设，高压电力电缆与低压电力电缆分层敷设，因此考虑到电缆 桥架的分层布置。还特别要注意以下几个方面：高压电缆不可经过起居室；与通信设备无关的电力电缆尽量不要 通过通信室；应急电源电缆的走向，尽量与主电源电缆分开敷设；电缆束穿舱壁视情况选用电缆筒或电缆框，在 电缆经过处有防水、防爆要求时，要选用电缆筒保护电缆穿过舱壁，其他情况可用电缆框保护电缆穿过舱壁。

2、电气设备预设位置的布置

电气设备可以分为室内与室外两大部分，配电室及主控室设备属于室内部分，也是电气设备布置时设计 的重点。配电盘柜及配电箱的布置一定要合理，既要符合施工标准规范，又要方便操作及维修。在其上方和 后面不可有油管、水管及蒸气管线等可能泄漏的管线或容器室外危险区内电气设备的布置也要作为 重点考虑。危险区内应尽量避免布置电气设备及敷设电缆，不可避免时，所选电气设备的防爆等级要符合所 在危险区的防爆要求。在危险区内敷设电缆要考虑配保护管或敷设在密封桥架内，进接线盒前应穿防爆挠形 管进行保护。

3、电缆敷设注意事项

电缆敷设时，根据电缆的走向，安装电缆桥架、导线板，割焊电缆筒和电缆框。安装电缆桥架时，注意其 规格、型号要符合施工图纸要求。在割電缆穿舱壁或甲板的孔洞时，不能对结构造成损伤，大小和位置一定要合 适，该用电缆筒的地方不能用电缆框，以达到防水、防爆的要求。在进行舱室顶壁部分的工作时，特别是需要在 舱室顶壁部分动用电焊、气割的工作，如桥架、导线板、电缆筒和电缆框等的焊接，必须对配电盘、集控台、变 压器等已安装的设备进行保护。在主电缆通道上所有需要动用电焊、气割的工作都基本完成，且小设备也基本安 装完毕的情况下，才可以进行电缆的敷设，电力电缆、主电源电缆、高压电缆与低压电缆要分层敷设，自控通信 电缆与电力电缆也要分层。另外需要注意的是电力电缆、仪表通信电缆的接地要求是不一样的。

二、平台电气设备的选用

1、震动和冲击的条件

由于震动可使电气设备的固定或连接部件松脱，使结构部件损坏或失灵，因此这些部件要有防松脱的措施；对受震动影响较大的设备应有减震或隔震措施，并且具有坚固的耐震动和冲击的机械结构。也就是说，要求电气 设备应能承受船舶正常运营所产生的震动和冲击。

2、潮湿与腐蚀性环境、

海上平台在作业时，环境空气的潮湿、盐雾、油雾和霉菌使电气设备绝缘材料的绝缘性能下降，使金属部件 产生锈蚀和腐蚀，因为潮湿和盐雾在绝缘材料的表面形成潮湿的漏电薄膜，在湿热条件下霉菌分泌有机酸，加剧 了电气设备表面的潮湿性。油雾和灰尘粘附于电气设备的表面也增加了其表面的漏电的可能性，而且阻碍散热使 温度升高。潮湿的水分子渗人绝缘材料的裂缝和毛细孔中，从而导致绝缘电阻的下降。在构成电气设备的材料中绝缘材料是耐热最薄弱的环节，许多电气设备的损坏往往是由于绝缘材料的热击穿 而引起的，因为温度超过一定极限将加速绝缘材料的老化，失去绝缘性能，船用电气设备绝缘材料不仅不能按额 定电流决定耐热等级，还应考虑特殊的环境条件对其温升的影响，因此船用电缆、电线、绕组等要用较高耐热等 级的耐潮湿、抗盐雾、防霉菌的绝缘材料。船用电缆电线的绝缘和防护材料均应为阻燃型的；其导体材料应是机 械强度好、韧性好和耐腐蚀的材料，所以平台上绝不应采用普通铝芯电缆和电线。

3、平台电网电压和频率的变化

钻井平台电力系统是一个独立的有限电网，电压和频率均受负载变化的影响，特别是频率的变化与陆上差别 较大。因此要求平台用电气设备应在规定的电压、频率的变化范围内能有效地工作。

4、电气的类型

（1）隔爆型 d：设备在正常运行时，外壳能够承受内部的爆炸性的混合物在内部爆炸而不致受到损坏，防止 爆炸向外壳周围的爆炸性大气环境转移，并能保证内部的火焰气体通过间隙传播时降低能量，不足以引爆壳外的 气体。

（2）增安型 e：在正常工况条件下不会产生的高温、以及电弧或火花的设备上，对其结构进一步采取保护措 施，提高设备的安全性和可靠性。

（3）本质安全型 i：设备内部的电路在规定的条件下，正常工作状态或故障状态下产生的火花或热能均不能 点燃爆炸性混合物。其中，正常工作、发生一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为 ia 级 本质安全型设备；正常工作及发生一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为 ib 级本质安全型设备。

（4）正压型 p：是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体，以免爆炸性混合物进入外壳，或连续通入足 量的保护气体，使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下。保护气体可以是空气、氮气，或其他非可燃气 体。

（5）油浸型 o：将电气设备的部件整个浸在保护液中，使设备不能点燃液面上或外壳外面的爆炸性气体。该型设备外壳上应有排气孔，孔内不得有杂物，且保护液应充足。

（作者单位：中国石化胜利工程公司海洋钻井公司九号平台）